Физиология дыхания
Дыхание – это комплекс процессов, в результате которых клетки получают кислород и отдают углекислый газ:
- Внешнее дыхание
- Газообмен в легких
- Газообмен в тканях
- Транспорт газов кровью
- Клеточное дыхание
Внешнее дыхание (лёгочная вентиляция) - обмен воздуха между атмосферой и альвеолами легких. Легочная вентиляция осуществляется в результате чередования актов вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). В организме существует аппарат внешнего дыхания – дыхательный центр продолговатого мозга, периферические нервы, дыхательные мышцы и кости грудной клетки.
Механизм спокойного вдоха: возбуждение дыхательного центра à сокращение основных дыхательных мышцà рёбра поднимаются, а купол диафрагмы опускаютсяà объем грудной клетки увеличиваетсяà объем легких увеличиваетсяà давление воздуха в легких уменьшается и становится на 4 мм.рт.ст. меньше атмосферногоà в результате разности давления атмосферного воздух входит в легкое.
Таким образом вдох является активным актом, т.к. работают мышцы.
Механизм спокойного выдоха: торможение дыхательного центраàрасслабление дыхательных мышцà ребра опускаются, купол диафрагмы поднимаетсяà объем грудной клетки уменьшаетсяà объем легких уменьшаетсяà давление воздуха в легких увеличивается и становится на 2 мм.рт.ст выше атмосферного à в результате разности давлений воздух выходит из легких.
Выдох - пассивный акт.
При форсированном дыхании участвуют вспомогательные дыхательные мышцы.
Различают типы дыхания:
- грудной. Вдох осуществляется преимущественно за счёт грудной клетки
- брюшной. Дыхание преимущественно за счет диафрагмы и мышц живота
- смешанный.
Если самостоятельное внешнее дыхание невозможно, применяется ИВЛ.
Давление в плевральной полости всегда меньше атмосферного. Условно оно называется отрицательным. Благодаря этому легочная ткань свободно совершает дыхательные экскурсии. В патологии при нарушении герметичности плевральной полости вследствие разности давлений атмосферный воздух проникает в плевральную полость, и давление в ней становится равным атмосферному. Такое состояние – пневмоторакс.
В результате легкое поджимается к корню (коллапс легкого) и не участвует в дыхании. Развивается ОДН – острая дыхательная недостаточность.
Гемоторакс – наличие крови в плевральной полости.
Гидроторакс- наличие отечной жидкости или воспалительной.
Пиоторакс – наличие гноя в плевральной полости.
Показатели внешнего дыхания:
- ЧДД – частота дыхательных движений – количество дыханий за 1 минуту.
В норме: новорожденный – 60 раз в минуту,
5 летний ребенок – 25 раз в минуту,
взрослые - 12-18 р/мин (по ОСД 16-20).
Изменения:
- Тахипноэ – учащение дыхания. При физической нагрузке, при болезнях легких, при удалении легкого.
- Брадипноэ – урежение дыхания. В состоянии сна, в патологии - угнетение дыхательного центра лекарствами и наркотическими препаратами
- Апноэ – отсутствие дыхания. Признак клинической смерти
- Диспноэ – затруднение дыхания с чувством нехватки воздуха – одышка.
Различают 3 вида одышки:
- Инспираторная – одышка с затруднением вдоха. Причина: инородные тела, отек гортани.
- Экспираторная - одышка с затруднением выдоха. Причина: бронхоспазм
- Смешанная – при заболеваниях сердца.
- Лёгочные объёмы определяются методом спирометрии.
ДО (дыхательный объем) – объем воздуха, проходящий через легкие за одно спокойное дыхательное движение. Норма: 300-700 мл. Различают поверхностное и глубокое дыхание.
РО вд. (резервный объем вдоха) – объем воздуха, который можно дополнительно ввести в легкое, сделав после спокойного вдоха максимальный вдох. Норма 1,5 – 2 литра.
РО выд. (резервный объем выдоха) - объем воздуха, который можно дополнительно вывести из легких, сделав максимальный выдох после спокойного выдоха. Норма: 1,5 – 2 литра.
ЖЁЛ(жизненная емкость легких) – объем воздуха, который проходит через легкие при максимально глубоком дыхании.
Равен сумме 3-х предыдущих объемов. ЖЁЛ= ДО + РОвд. + РОвыд. У женщин – 3,5 л., у мужчин до 5 литров.
ОО (остаточный объем) – объем воздуха, остающийся в легких после максимального выдоха. Норма: до 1 литра.
ОЁЛ (общая ёмкость легких). ЖЁЛ + ОО
- МОД (МВЛ) – минутный объем дыхания (минутная вентиляция легких) – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту.
МОД = ЧДД х ДО. В норме в покое 6-10 литров. При физической нагрузке увеличивается – гипервентиляция. Гиповентиляция – снижение легочной вентиляции.
Газообмен в легких - обмен газов между кровью легочных капилляров и альвеолами легких. Осуществляется через альвеолярно-капилярный барьер в направлении:
О2 – из альвеол в кровь;
СО2 – из крови в альвеолы.
В результате венозная кровь насыщается кислородом и превращается в артериальную.
Газообмен в тканях - обмен газов между кровью тканевых капилляров и клетками тканей.
Осуществляется в направлении:
О2 – из крови в клетки
СО2 – из клеток в кровь.
В результате клетки получают кислород, отдают углекислый газ, и артериальная кровь превращается в венозную.
Транспорт газов кровью
- Кислород переносится в виде оксигемоглобина HbO2. 1 гр гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода.
КЁК (кислородная ёмкость крови) – содержание кислорода в 100 мл крови. Рассчитывается по формуле: Hb х 1,34 / 10. В норме составляет в артериальной крови – 20 объемных %, в венозной – 12 объемных %.
- Углекислый газ переносится виде карбгемоглобина. Содержание СО2 в норме в артериальной крови 52 объемных %, в венозной – 58% объемных %.
Гипоксемия – снижение количества кислорода в крови
Гиперкапния – увеличение количества СО2 в крови.
Внутреннее (клеточное) дыхание-
Окислительно-восстановительные процессы в клетках, идущие с поглощением кислорода и выделением углекислого газа.
При нарушении любого процесса развивается недостаточное снабжение клеток кислорода – кислородное голодание клеток – гипоксия.